[发明专利]一种利用特征气体进行油浸变压器的故障诊断方法

说明书

【技术领域】

本发明属于电力技术领域，具体涉及一种利用特征气体进行油浸变压器的故障诊断方法。

【背景技术】

油浸电力变压器是当前电力系统中关键的核心设备之一，可以确保电力能源的稳定和可靠传输。任何故障都可能导致巨大影响和经济损失。因此，尽可能早的发现或者探测内部没有故障就至关重要。

目前，主要用来进行油浸电力变压器内部故障的方法是DGA，也是应用最广泛的。油浸电力变压器的绝缘系统一般都是使用绝缘油液体和固体(纤维素纸和纸板)绝缘系统构成，其中液体绝缘油是一种由多种碳氢化合物分子混合构成，其本质上是由饱和烃构成。另外，固体绝缘(纸、纸板和木板)是由大量的脱水葡萄糖酸环、弱C-O分子键、糖苷键构成，这些化学键在变压器油遇热中容易分解，没有碳氢化合物稳定，其一般会在较低温度就会分解。当异常现象发生时，比如过热、局部放电、电弧放电绝缘击穿等，那么变压器中的液体和固体绝缘材料会受相应影响进而发生分解，产生不同的气体，这些气体会溶解在液体绝缘油中。这些气体在绝缘油中的分布和浓度和油浸变压器的内部故障会有一定的关联关系，可以揭示内部的故障类型和故障的程度。这也是油溶解气体分析(DGA，Dissolved Gas Analysis)的基本出发点和原理，通过溶解气体浓度的分析，气体的产生速率、某种气体的比值，DGA方法可以决定变压器的内部故障。主要收集和分析的气体为H₂,CH₄,C₂H₂,C₂H₄,C₂H₆,CO和CO₂。IEC 60599和IEEE C57.104标准提供了DGA分析的基本向导和方法。比如IEEE C57.104中提供的关键气体分析法(key gases)、Doernenburg比值(Doernenburg ratios)、Rogers比值(Rogers Ratio)，IEC 60599中提供的三气体比值法(three basic gas ratio)、多边形法(the Duval triangle)，这些DGA的解释方法比较简单，易用，但是其准确性有待提高，而且需要根据现场的情况需要具体分析。其中，关键气体分析方法很难确定那种气体是占主导作用的，次要的气体是否应该计入计算的总量中。气体比值法仅仅使用三种或者四种气体比值，从而导致某些区域不被这些计算结果进行描述分析，很难确定故障的准确性。多边形方法是基于相对三种气体(CH₄,C₂H₂,C₂H₄)的百分比，同样在相对较低的百分比下面很难提供故障的诊断。

针对这些问题，近年来，许多研究者和工程师开始应用人工智能，比如神经网络、支持向量机、偏最小二乘法、小波变换、专家系统和模糊集等提高故障诊断的准确性。模糊集系统虽然可以很好的处理无边界和不确定性问题，但是不能够学习以前的故障诊断结果，因此，不能根据诊断历史和诊断过程自动的调整诊断规则。为处理无边界和不确定性问题，人工神经网络、支撑向量机、偏最小二乘法、小波变换、专家系统和模糊集等方法采用有监督学习能力提高故障诊断的准确性，然而这些方法使用起来是比较复杂的。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种利用特征气体进行油浸变压器的故障诊断方法，以解决上述现有技术的缺陷。

本发明采用以下技术方案：一种利用特征气体进行油浸变压器的故障诊断方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、采集变压器油中的五种溶解气体的含量值作为故障数据，所述五种气体为H₂、CH₄、C₂H₂、C₂H₄和C₂H₆，计算气体比值R1、R2、R3、R5、R6和R10；